مدل سازی نوسانات کسر مخلوط در شعله های دیفیوژن مغشوش

پایان نامه
چکیده

هدف عمده از حل مسائل احتراقی، یافتن میدان دما و کسر جرمی گونه ها (اعم از گونه های اولیه، میانی یا نهایی) است. در شعله های دیفیوژن آرام ،برای تخمین دقیق میدان دما و کسر جرمی گونه ها، کمیتی تحت عنوان کسر مخلوط معرفی می شود. درحالی که در شعله های دیفیوژن مغشوش، علاوه بر کسر مخلوط (متوسط کسر مخلوط)، نوسانات کسر مخلوط نیز نقش برجسته ای ایفا می کند. به همین دلیل پیش بینی دقیق مقادیر دما و کسر جرمی گونه ها در شعله های مغشوش، منوط به استفاده از مدل ها و معادلات بسیار دقیقی برای تعیین کسر مخلوط متوسط و نوسانات کسر مخلوط است. در شعله های دیفیوژن مغشوش، متغیرهای اصلی جریان مانند سرعت، دما و کسر جرمی گونه ها مانند کمیت های تصادفی عمل می کنند. در بررسی این کمیت ها، استفاده از تکنیک های متوسط گیری از جمله متوسط گیری فاوره بسیار حائز اهمیت است. در رژیم های مغشوش، دما و کسر جرمی گونه ها تابعی از کسر مخلوط متوسط و نوسانات کسر مخلوط می باشند. معادله حاکم بر نوسانات کسر مخلوط شامل جملاتی برای تولید و استهلاک نوسانات کسر مخلوط می باشد. جمله مربوط به استهلاک نوسانات کسر مخلوط در این معادله نیاز به استفاده از یک عبارت مناسب جهت مدل سازی دارد. هرچه این جمله دقیق تر مدل سازی شود، مقادیر محاسبه شده برای نوسانات کسر مخلوط صحیح تر خواهند بود. تلاش های زیادی در زمینه یافتن مقدار صحیح این کمیت صورت گرفته است. این تلاش ها در دو شکل عمده انجام شده است. یکی در زمینه استخراج معادله انتقال جداگانه ای برای نرخ استهلاک اسکالر و حل آن و دیگری استفاده از مدلی مناسب برای جایگزینی نرخ استهلاک اسکالر در معادله نوسانات کسر مخلوط. در زمینه معادله انتقال چندین معادله با ضرایب مختلف استخراج و حل شده است اما حل این معادلات به دلیل پیچیدگی و نیز زمان بر بودن آن مناسب به نظر نمی رسد. برای مدل سازی نرخ استهلاک اسکالر، تا کنون دو مدل ارائه شده است این دو مدل عبارتند از مدل مقیاس های معادل که از مساوی قرار دادن مقیاس زمانی و طولی اسکالر با مقیاس های زمانی و طولی میدان جریان سیال به دست می آید و نیز مدل مقیاس های غیر معادل که در آن، این مقیاس ها لزوماً دیگر با هم مساوی نیستند. در این پایان نامه این دو مدل با در نظر گرفتن ضرایب مختلف در آن ها برای حل سه شعله مختلف به کار گرفته شده است. در کنار این کار،در این پایان نامه برای اولین بار مدل جدیدی برای شبیه سازی نرخ استهلاک نوسانات کسر مخلوط و با استفاده ازمعادله انتقال حاکم بر این کمیت استخراج شد.در این روش فرض شده است که جملات مربوط به جابجایی و پخش در معادله انتقال حاکم بر نرخ استهلاک اسکالر با هم معادل هستند. این مدل در مقایسه با مدل های پیشین پارامترهای بیشتری را در فرمول بندی خود دارد. نتایج حاصل از اجرای کد کامپیوتری موجود به زبان فرترن نشان می دهد که توانایی این مدل در پیش بینی نوسانات کسر مخلوط در بسیاری از موارد از مدل های قبلی بهتر است.

منابع مشابه

مدل سازی دوده در شعله های غیرپیش مخلوط مغشوش

در این پایان نامه هدف مدل سازی دوده در شعله های غیر پیش مخلوط مغشوش می باشد. برای رسیدن به این هدف ابتدا مدل های مربوط به دوده شناسایی شده و گونه های تاثیر گذار در تشکیل و اکسید شدن دوده مورد مطالعه قرار گرفته اند. مراحل مختلف تشکیل دوده شامل پنج مرحله می باشد که به ترتیب عبارتند از: 1- تشکیل نطفه دوده 2- گسترش سطح دوده 3- انباشتگی ذرات 4- لخته بستن این ذرات 5- اکسید شدن دوده. برای مرحله تشکیل ...

شبیه سازی عددی شعله های جزئی پیش مخلوط مغشوش

شعله های صنعتی را از نظر نوع اختلاط سوخت و هوا می توان به دو نوع شعله های پیش مخلوط و غیر پیش مخلوط (دیفیوژن) تقسیم کرد. در شعله های پیش مخلوط سوخت و هوا قبل از احتراق با یکدیگر مخلوط می شوند و در شعله های غیر پیش مخلوط، سوخت و هوا در سطح شعله با یکدیگر مخلوط می شوند. شعله های پیش مخلوط دارای راندمان احتراقی بیشتر و آلاینده های کمتر می باشند اما به دلیل احتمال انفجار در بیشتر تجهیزات صنعتی از ش...

شبیه سازی عددی شعله های پیش مخلوط مغشوش

یک حل گر عددی طیفی سه بعدی ساخته شده است. گسسته سازی زمانی در این حلگر، توسط روش شبه ضمنی کرنک-نیکلسون، و گسسته سازی عبارات غیر خطی، با بهره گیری از روش مرتبه دوم ادامز-بشفورث صورت گرفته است. درستی حل گر توسط یک نمونه حل در جریان آرام، آزمایش گردیده است. برای ایجاد قابلیت تحلیل رژیم جریان به حالت مغشوش، از مدل طیفی که توسط کرایچنان برای عدد موجهای زیر شبکه ارائه شده است، استفاده شده است. به این...

15 صفحه اول

استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی در مدل سازی شعله های غیر پیش مخلوط مغشوش به کمک روش فلیملت آرام

در این پایان نامه از مدل فلیملت آرام در کنار شبکه های عصبی مصنوعی جهت مدل سازی شعله های غیر پیش مخلوط مغشوش و پیش بینی کسر جرمی گونه ها و دما استفاده شده است. در مرحله اول، کسر جرمی ها و دما از نتایج حل شعله های دیفیوژن جریان مخالف و با در نظر گرفتن اثرات دیفیوژن دیفرانسیلی(اختلاف عدد لوئیس گونه ها از یک) بدست آمده و به کسر مخلوط و نرخ استهلاک اسکالر مربوط می شود. در مرحله دوم انتگرال گیری عددی...

15 صفحه اول

شبیه سازی عددی شعله های پیش مخلوط مغشوش با نرخ واکنش شیمیایی زیاد

برای بررسی جریانهای احتراقی مغشوش باید معادلات بقای مدل های جریان مغشوش ، مدل های احتراق و روشهای حل عددی در نظر گرفته شود . لکن در ابتدا معادلات حاکم بر جریان مغشوش احتراقی ناشی از یک سوخت گازی ( با عدم حضور تشعشع ) در نظر گرفته می شود. وجود ارتباطات غیر خطی بین کمیت های لحظه ای باعث بسته نبودن معادلات متوسط گیری شده حاکم بر جریان مغشوش می شود در جریانهای احتراقی مغشوش برای بسته شدن معادلات مو...

15 صفحه اول

استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی در مدل فلیملت آرام جهت مدل سازی احتراق گستره ای قابل توجه از شعله های غیرپیش مخلوط مغشوش

در این پایان نامه پیچیدگی حل مسائل احتراقی که از بر هم کنش سینتیک شیمیایی و توربولانس ناشی می شود، به کمک مدل فلیملت آرام در کنار تکنیک استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی با کمترین ساده سازی در نظر گرفته شده است. استفاده از مدل فلیملت امکان استفاده از هر مکانیزم شیمیایی با هر سطحی از پیچیدگی را فراهم می آورد. این در حالی است که در سایر مدل های احتراقی به دلیل همزمانی حل سینتیک و توربولانس در احترق...

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023